智能电能表故障分级运行管理方案研究

介绍智能电能表的发展现状及特点,为降低运行智能电能表的故障率,提出基于智能电能表故障率的智能电能表故障分级运行管理方案,完成了智能电能表故障率计算、智能电能表的分级与处理。通过算例分析,验证了该方案的正确性和可行性。     

电能表微功率无线通信模块室内互联互通组网测试方法

叙述了智能电表微功率无线抄表技术的发展概况,介绍了该技术的组网方案以及组网结构。参考了国网公司用电采集系统和智能电能表相关技术标准,提出了一种针对智能电能表微功率无线通信模块的室内互联互通组网检测方案,提高了针对用电信息采集系统中微功率无线抄表技术的检测能力,推进了国网公司用电信息采集系统的建设。     

GPRS在电能计量远抄系统中的应用

介绍了利用GSM／GPRS技术、计算机技术以及电能量测量技术结合在一起,构成无线智能电能表及其监控管理系统。系统能够及时、准确、全面地采集电量数据和其它信息,通过应用具有智能化分析功能的系统软件,对电能表进行监测,判别电能表运行状态,并对其用电情况进行监测和分析,来提高用电质量。最后讨论了数据的安全性。     

多电源系统在智能家居中的协调优化应用

介绍了智能家庭系统的解决方案,提出多电源设计方案.为达到降低能耗、节能减排,指导用户进行合理用电,实现电力资源的最佳配置的目标,基于实时电价体系,提出智能家居用电的协调控制优化策略,并提出智能家庭系统用电解决方案.该方案可以降低用电成本、提高供电可靠性和用电效率.     

多芯模组化的负荷分析电能表设计与研制

针对居民用户对精准精益用能服务需求不断增长的现状,为提升智能电能表精细化用电数据分析水平,基于IR 46国际建议的理念,设计研制了一款基于多芯模组化方案支持远程升级的负荷分析智能电能表.该电能表内置计量芯片、功能芯片及负荷分析专用芯片,各芯片模块相互独立,通过负荷数据采集、特征量提取、负荷辨识、记录上传等过程,实现三芯管理模式下的用户家庭电器类型、启停时间、消耗电量智能辨识分析.同时提出了依托用电信息采集系统的远程升级方案,保证电能表负荷分析算法、特征库可在线更新.     

智能电能表发展历程及应用前景

简叙了电能表的起源,并根据电能表的结构原理和功能特点,将我国电能表发展历程归纳为感应式交流电能表、电子式交流电能表、电子式多功能电能表以及智能电能表4个阶段,并介绍了智能电能表作为用电信息采集系统的终端设备提供的采集数据在智能电网中的应用前景。     

基于智能电能表双向交互系统构建探讨

在电网公司智能电能表应用和用电信息采集系统建设取得了成效的基础上,进一步挖掘智能电能表的支撑能力,实现智能电能表与用户直接交互用电信息,用户与电网的实时互动,满足电力用户日益增长的互动化需求。通过对双向交互内容、现有智能电能表的改造、通讯组网方式、智能用电信息系统的扩展几方面进行探讨,提出了一种依托现有用采系统构建双向交互系统的建设方案。     

智能电能表现场运行模拟系统的框架体系研究

针对智能电能表需要计量复杂多变的用电负荷以及在运行中处于现场非常复杂的电磁环境,提出了开展智能电能表现场运行模拟系统的框架体系,详细分析了影响智能电能表计量准确性以及稳定性的各种因素,并针对智能电能表现场运行模拟系统的框架体系进行了研究,提出了硬件功能构架和应用功能构架。该框架体系对后续智能电能表现场运行模拟系统的建设具有重要的指导作用,对完善智能电能表试验流程和规范,提高智能电能表检定水平,对整个用电管理工作的高效开展具有重要的意义。     

可降低负荷峰值的智能用电任务调度优化

家庭用电消费中可以通过自动控制装置对家庭用电任务进行调度优化,但缺少高效率的智能调度优化算法制约了其应用。根据家庭用电消费的特点,首先对用电任务进行了定义,构建了家庭用电任务调度优化问题模型,模型以降低家庭用电负荷峰值为目标。针对模型优化目标,设计了一种基于遗传算法的高效智能用电任务调度优化算法。算例实验结果表明,该算法能够较好地优化用电任务的运行安排,有效降低家庭用电负荷峰值,具有一定的实用价值。     

面向家庭智能用电的用电任务调度优化

用电任务调度优化是家庭智能用电研究的重要应用之一,然而缺少有效的智能调度优化算法制约了用电任务调度的实际应用。根据家庭用电的主要特征,对家庭用电任务进行了定义,将用电任务分为运行连续任务和运行可中断任务两种类型。研究了一种基于改进遗传算法的家庭智能用电调度优化模型及优化算法,模型以降低一天中的用电负荷峰值或用电费用为优化目标,并通过家庭用电任务算例对算法优化效果进行了实验验证。实验结果表明,该优化算法能够很好地优化用电任务的运行安排,具有较好的算法收敛性和优化效率,能够有效降低用电负荷峰值或减少用电费用。     

基于无线技术的智能家居能耗管理平台研究

供电企业的用电信息采集系统,仅能对单个或多个用户总用电量进行采集、统计和分析,无法对用户内部各种用电设备能耗情况进行分类采集、控制和分析。文章将用电信息采集系统与家居设备用能管理系统结合起来,实现智能家居设备远程控制,并对各类用电设备用电量进行采集,全面量化家居设备用电或多个家庭同一类电器设备用电情况,帮助客户有效利用峰谷时段电价差值,引导客户智能用电,实现能耗数据的分析与共享,达到绿色节能。通过研究不同无线组网特点,推荐以Zigbee技术组网,Zigbee具有安装简单、成本低、传输速率高、运行稳定、智能化程度高等特点,能够有效解决居民住宅用电的智能化控制与能耗管理问题。     

面向居民智慧用电的智能电器控制策略优化研究

针对典型的家庭用电方式,划分了家庭用电的类型,并给出了典型用电设备,如做饭,洗衣,空调,电热水器以及电动汽车的用电策略和约束,以用电费用最小化为目标函数,构建了居民智能家居用电管理调度控制策略优化模型,利用编程和结合实际典型家庭的数据,得到了用电控制策略的最优解。研究发现,智能用电管理能有效节约家庭的用电费用,并且对于用户用电曲线有移峰填谷的作用,对电力工业节能减排有一定效果。     

基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略及其实现

家庭微电网是智能配电网的重要组成部分和主要建设内容,随着智能电网的不断发展,家庭居民用电将参与电网的优化调度运行。为了适应社会的这种需要,首先以家庭可调度负荷、电动汽车和家用蓄电池工作状态作为约束条件,以用户用电成本最低和净负荷曲线平坦度为优化目标,建立了家庭微电网系统优化调度模型。其次,结合空调和热水器的工作负荷特性,提出了一种基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略。对以北京市某居民小区的典型家庭微电网系统为实例的分析结果表明,采用基于所提出的优化调度模型的家庭微电网系统,可以实现对分布式光伏发电、家用蓄电池、电动汽车、家庭负荷设备的优化调度和控制。     

基于云计算的家庭智能用电策略

对智能小区的居民用电行为展开研究,基于云计算平台和并行关联规则Apriori算法,挖掘出了用户用电行为间的关联规则,根据挖掘出的关联规则使用遗传算法对家庭用电时间分布进行合理规划,达到经济用电的目标,给出了行之有效的智能用电策略。由供电局将用户的智能用电策略以短信等交互方式传递给智能用电家庭。经实例验证,文中基于云计算平台和并行Apriori算法的居民用电行为分析结果是有效的,可使居民高效智能用电,节约家庭能耗。     

智能电网中的家庭用电系统建模与优化分析

为了实现电网削峰填谷、节约居民用电成本的目的,需要对家庭用电负荷进行更加合理的引导。综合考虑家庭用电负荷的连续性、可中断性以及负荷之间的关联性、顺序性、强依附性等特性,以分时电价为背景,建立了计及储能系统的家庭智能用电系统模型,包括负荷运行模型、蓄电池充放电模型和经济性优化模型。提出利用0—1变量对模型决策变量进行编码,将优化问题转化为混合整数线性规划问题,并采用Gurobi数学规划软件包求解,大大降低了问题的求解难度。在Matlab环境下,对家庭用电负荷数据进行仿真计算,仿真结果表明,模型和优化策略能够实现转移家庭用电负荷以及降低用电费用的目的。     

基于贝叶斯网络的非侵入式家庭负荷动态监测模型

智能量测技术是智能电网的重要组成部分,为了实现非侵入式负荷低频监测并进一步提升负荷辨识准确率,文中结合居民用电行为与外界环境相关的特点,提出一种基于贝叶斯网络的非侵入式家庭负荷动态监测模型,该模型选取电气特征和外部数据为特征量,综合考虑居民符合的时间特性和对外部数据的关联特性,对居民用电行为采用贝叶斯网络模型进行建模分析,并随时间推移对特征库进行动态更新,从而实现对家庭负荷的监测作用。本文采用AMPds2公开数据集数据进行算法验证,证明本文算法的准确性和有效性,同时对外部数据和用电行为进行互信息分析,结果表明时段特征对用电行为相关性最强。     

居民智能用电态度分析——以银川地区为例

居民智能用电是智能电网研究的重要领域,本文以对银川居民的调研结果为基础,对居民智能用电的态度进行了研究。通过对居民智能用电态度进行的问卷调查和实际调研,分析了银川居民目前的用电情况和智能用电的基本态度,结果显示居民大多持有节约用电的用电态度,并愿意尝试智能化用电。同时,提炼出居民用电的影响因素,指出收入和住房面积对居民家庭用电的影响较大。根据居民的偏好情况对智能用电能够提供的各项信息、功能以及调节方式进行评分,指出居民对能够指导其家庭用电的信息和对居民日常生活不造成较大影响的智能用电调节方式比较偏好。     

区域尺度住宅建筑日用电负荷模型构建方法研究

面对新时代能源发展形势,有效整合电力用户、电网企业及供应商信息,全面深度分析“源网荷储”特性是推进能源互联网发展的重要举措,模拟建筑用电这一典型负荷已尤为重要。关注区域规模居民用电负荷,提出用电负荷数据预处理分析方法和区域尺度住宅建筑日用电负荷模拟方法。区域尺度的用电数据在空间规模和时间跨度上均具有高维特征,分析大量数据并再现区域规模用电负荷是其主要难点。为此,提出结合自编码和k近邻算法的数据异常值剔除方法。在数据预处理的基础上,提出基于聚类分析的区域尺度住宅日用电负荷模型和模型检验方法,以单个住户的日均用电和全年最大日负荷为指标聚类,基于聚类分析结果提出随机用电模型,模拟区域尺度住宅建筑逐户逐日用电负荷。应用华东某重点城市智能电表采集的整年居民用电数据开展研究分析案例,实现区域住宅建筑居民日用电负荷的模拟再现。提出“数据异常值预处理、聚类分析、模型构建和检验”系列研究分析方法,可有效满足能源互联网建设对大量末端用户用电负荷的模拟分析需求。     

基于非侵入式负荷监测的家庭智慧用能管理研究

随着多能源网络的融合和能源互联网技术的快速发展,家庭用能管理在解决各个能源网络节点供需问题上扮演着重要的角色。现有的大多数家庭用能管理针对已知用电负荷进行优化,未考虑用电设备类型的多样化和用电设备突增的情形。基于非侵入式负荷监测（Noninvasive Load Monitoring,NILM）算法可以有效获取家庭用电负荷、规律和用电信息,为家庭智慧用能管理提供数据支撑。文中以家庭用电成本、温度、时间、舒适度为目标函数建立家庭智慧用能多目标优化模型,对可控负荷、电动汽车、储能系统进行分析建立数学模型,利用粒子群算法对模型进行求解。仿真结果表明,基于NILM监测算法,考虑用电成本和舒适度家庭用电成本降低至72.5%;当用户可控用电负荷增加时,NILM算法可以实时更新控制策略降低用户用电成本;对不同用户进行多次计算,净成本和计算时间波动较小,证明了算法的合理性、可靠性。     

基于区块链的配电网能效自动化管理方法

随着可再生能源的发展和分布式电源的推广,电网需求侧能效管理工作将逐步由集中式优化调度计算转向分布式计算。物联网技术和区块链技术的进步将为实现能效管理系统的分布式系统提供技术基础。本文提出了一种基于物联网智能电表和微电网的多用户分布式能效管理系统,并通过提出的非合作博弈论模型对家用电设备进行调度计算,成功实现了降低用户家庭电费支出和整个社区微电网能耗总成本的目标。用户可在家庭的分布式能源、社区微电网以及公用电网三种中择优选择购电,并在博弈中优化自己的日常家电使用策略,使得市场所有用户都可将能源消耗成本降至最低,实现纳什平衡。在此基础上,该模型运用区块链技术为参与者之间提供可靠的、安全的、私密的通信媒介,实现用户家电设备的智能监控并通过智能合约对用电量进行计费。算例分析结果表明,该方法能最大限度地降低能耗总成本和各用户能耗成本。